数字矿体系统在龙桥铁矿的应用
*
丁 铭1，剡春峰2，郑宗来3
(1．安徽省地质矿产勘查局 324 地质队， 安徽 池州市 247100;2．安徽省庐江龙桥矿业有限公司，
安徽 庐江县 231555 3．北京中东方矿业科技开发有限公司， 北京 100000)
摘 要:龙桥铁矿为满足资源储量评估及动态管理的需要，
采用“东方矿产资源评估系统”建立了数字矿体，实现了矿
山地质测量数据信息管理、矿体圈定、地质绘图、储量估算一
体化，可为采矿单体设计、资源优化配置和储量动态管理，及
时提供准确可靠的矿体形态及品位变化等地质信息。
关键词:龙桥铁矿;数字矿体;矿体圈定;资源储量;矿石品位
中图分类号:TD17 文献标识码:A
文章编号:1005 － 2763(2010)04 － 0053 － 04
Application of Digital Orebody System
in Longqiao Iron Mine
Ding Ming1，Yan Chunfeng2，Zheng Zonglai3
(1． No． 324 Team，Anhui Bureau of Geology and Mineral
Resources Exploration of Anhui Province，Chizhou，Anhui
247100，China;2． Anhui Lujiang Longqiao Mining Co． Ltd，
Anhui Lujiang，231555，China;3． Beijing Zhongdongfang
Mining Technology Development Co． Ltd，
Beijing 100000，China)
Abstract:In order to satisfy the need of evaluation and dynamic
management of mineral reserves in Longqiao mining Co，the dig-
ital ore body system was constructed using Dongfang Mineral Re-
sources Estimation System． The system has achieved the integra-
tion of the information management of geologic data and survey
data，delimitation of ore bodies，geological cartography and re-
serves estimation，can provide accurate and reliable such geolog-
ical information as the changes in the shape and grade of orebody
in time for stope design，most optimum disposition of resources
and dynamic reserves management．
Key Words:Longqiao iron ore，Digital orebody，Delimitation of
orebody，Resources reserve，Ore grade
0 引 言
数字化矿体是数字化矿山的重要组成部分，数
字化矿体，尚无准确定义。一般把描述矿体形态、品
位及相关信息变化的数据集合体(数据库)称为数
字化矿体。通过操作数字化矿体可绘制出采矿所需
的地质图件，可计算矿体任意区间的资源储量，可根
据矿产品市场价格的变化动态确定矿体盈亏边界。
国外诸如加拿大的 VOISEYS BAY 国际镍矿公司，
BHP － BILL ITON 跨国矿业公司以及国内广西大
厂、三山岛金矿等矿业公司［1 ～ 6］，早已应用大型勘查
和矿业专用软件建立了矿床的三维立体模型，实现
了矿山生产的动态管理和资源的充分合理利用，降
低了矿产勘查和开采成本，提高了企业的经济效益。
龙桥矿业有限公司属于现代企业制度的股份有
限公司，注重以人为本、知识创新。为了提高信息化
管理水平，满足动态储量管理及生产设计工作的需
要，本文采用“东方矿产资源评估系统”为该矿建立
了数字化矿体，以实现矿山地测图件的数字化管理，
提高工作效率及成图质量，为矿山科学组织生产提
供可靠地质依据。
1 矿床地质概况
龙桥铁矿床位于庐枞火山岩盆地北部边缘，为
一隐伏的层控沉积 － 热液叠加改造型铁矿，铁矿体
主要赋存于侏罗系中统罗岭组上段第三层上部的碳
酸盐岩向含铁、钙质粉砂岩过渡的相变带内，形态简
单，呈层状 －似层状产出，标志层明显。围岩蚀变主
要有矽卡岩化和碱性长石化等。 I 号矿体长 2188
m，平均宽 512 m，厚 2． 61 ～ 63． 58 m，平均 27． 20 m，
赋存标高 － 268． 07 ～ － 507． 41 m，埋深 340． 63 ～
588． 08 m，其储量占矿床总储量的 99． 7%。矿体走
向自北西转向东西，呈弧形向南西倾斜，倾角一般为
15° ～ 20°。
主要矿石矿物为磁铁矿，次为假象赤铁矿、黄铁
矿、黄铜矿、菱铁矿等。脉石矿物主要有透辉石、石
榴子石、金云母、绿泥石、方解石、高岭石、石英等。
ISSN 1005 － 2763
CN 43 － 1215 /TD
矿业研究与开发 第 30 卷 第 4 期
MINING R ＆ D，Vol． 30，No． 4
2010 年 8 月
Aug． 2010
* 收稿日期:2010 － 04 － 68
作者简介:丁 铭(1969 －) ，男，安徽安庆人，大学本科，工程师，主要从事地质勘查技术工作，Email:dingdairui@ 126． com。
矿石呈半自形 － 它形粒状结构，块状、浸染状构造。
矿石工业类型主要为含铜高硫磁铁矿。
2 龙桥数字矿体的建立
2 ． 1 原始数据录入与数据库的建立
主要包括探矿工程基本原始数据和地质信息的
录入，测量数据信息的录入，探矿工程地质素描编录
数据信息的录入，以及相关代码属性设置，建立各种
原始地质测量信息数据库，为矿体圈定、三维建模做
准备。
探矿工程与地质信息原始数据库，主要包括探
矿工程起点坐标、工程长度或深度、方位、测斜数据、
取样位置与样品分析结果数据、勘探线数据、地形数
据、岩性数据及体重数据。数据录入后利用系统提
供的数据查错功能，自动将错误的数据或者需要引
起注意的数据显示出来，以保证原始数据准确、
可靠。
矿山测量信息数据库，主要包括控制测量(地
表控制点坐标、井下导线点坐标)、碎部测量成果等
各种矿山测量数据。
通过对上述各种原始数据录入与数据库的建
立，根据系统设置的各种功能，能够迅速实现数据的
查找、录入、编辑、修改等操作，实现了矿山地测基础
数据资料的科学化、规范化、信息化管理。
2 ． 2 矿体圈定
矿体圈定是矿山储量评估及储量动态管理的基
础，系统提供剖面圈矿和平面圈矿两项。矿体圈定
采用人机交互的方式。地质工程师根据对特定的地
质依据和地质知识与矿床地质特征的认识，采用系
统设置的软件功能对矿体进行圈定。结合龙桥铁矿
实际，其操作步骤如下。
第 1 步，执行“数据检查”模块，生成数据检查
报告，在原始数据通过检查并确认无误的情况下，执
行“钻孔空间定位”模块。由计算机自动完成钻孔
的空间定位计算过程，得到钻孔空间分布的坐标等
一系列相关信息，计算机处理后自动保存到数据库
后台，以备随时调用。
第 2 步，准备工作。按照既定的工业指标要求，
设置品位向量，以不同的颜色和向量的长度来区分
不同品级的样品和品位的高低;设置矿体的名称、代
码、线型、颜色等相关信息;同时可以根据需要，在分
层圈矿的时候，可以设置上、下分层，以对照比较上
下相邻矿体的对应关系。
第 3 步，矿体圈定。系统自动将剖面品位向量
图显示在屏幕上，然后以人机对话方式，经多次编辑
修改后形成剖面圈定结果。
根据剖面圈定结果，可快速进行分层圈定。分
层平面图矿体界限是根据系统对纵、横剖面进行三
维剖切后产生的水平切点来确定的，不仅速度快，效
率高，而且矿体形态定位更加准确，切合实际，同时
还能为二次圈定矿体提供技术支持。
系统具有二次圈定矿体的功能。地质人员根据
显示在图面上的测量工程及地质编录信息，只需通
过鼠标点击就可以迅速完成二次圈定工作。
矿体圈定是个反复的过程，最后经检查确认后，
保存形成的圈定结果为下一步工作提供数据。
2 ． 3 建立三维矿体模型
经以上步骤将矿体边界确定后，数字矿体形成
一个固定不变的模型。数字矿体是资源 /储量估算
的基础，同时通过操作数字矿体模型，可以绘制出与
矿体有关的各种图件。
矿块划分:参照地质统计学的方法，按 10 m ×
10 m × 6． 25 m 的矿块参数对矿体进行划分，得到近
5 万个矿块，再由矿块构建成矿体的三维模型。
当相应的参数与估值方法选定之后，计算机自
动完成三维矿块的几何模型、品位模型的建立工作。
对龙桥铁矿床选择了距离平方反比加权法作为首选
品位估值方法。经济模型是在矿体几何模型及品位
模型的基础上，以动态经济参数来建立，它是一个相
对变动的模型，龙桥经济模型是以新《固体矿产资
源 /储量分类》标准为依据建立的，完全适用于新的
分类标准的应用与实施。
龙桥数字化矿体由 49586 条记录组成，每条记
录都包含了矿块的相关信息。图 1 为龙桥铁矿矿体
三维数字模型。
图 1 龙桥铁矿矿体三维数字模型
3 数字矿体模型检验
3 ． 1 交叉验证
45 矿 业 研 究 与 开 发 2010，30(4)
系统中除了矿体圈定模块要求以人机对话方式
实现外，其后步骤均可由计算机自动完成，在不考虑
人为因素的前提下，主要从以下两个方面评价数字
化矿体的可靠性。
(1)数字矿体包含的信息对矿体几何形态描述
的逼近程度。矿体描述的逼近程度同矿块划分的大
小有关，一般矿体厚大、形态简单的矿体，矿块划分
可大一点。龙桥铁矿矿体厚大，长达 1000 m，水平
厚度超过 100 m 以上，10 m × 10 m × 6． 25 m 的矿块
参数，完全可描述出矿体的局部形态的变化，因而认
为是可靠的。
(2)矿块品位赋值的可靠性。由于矿块真正的
品位在开采之前无法准确得到，因此矿块品位估值
可信度也不好估计。品位估值结果是否可信，可通
过对已知取样点的品位估值研究来实现。具体做法
是:利用确定的估值方程，对已知取样点进行品位估
值，研究品位估值偏差分布规律，从而达到可靠性研
究的目的。要求品位估值无偏(偏差和等于或接近
零) ，偏差曲线在零左右摆动。从表 1 中结果可知，
实际值与估计值的均值偏差很小，表明用距离平方
反比法进行品位估计是无偏的，即品位模型的建立
是合理的，龙桥数字矿体的估值结果是可靠的。
表 1 交叉验证结果
元素 矿块 原始平均值(%) 估计平均值(%) 估计偏差
TFe 贫矿 35． 415 35． 575 － 0． 16
富矿 48． 198 48． 102 0． 097
mFe 贫矿 25． 766 25． 813 － 0． 048
富矿 41． 021 40． 878 0． 143
3 ． 2 与传统储量计算结果的对比
由系统计算出 1 号矿体储量为 10692 万 t，比水
平投影地质块段法计算结果多 508 万 t，相对误差
4． 75%;比三角法计算结果多 329 万 t，相对误差
3． 08%，均在规定的允许的误差(≤5%)要求之内。
4 数字矿体系统的应用
4 ． 1 地测图件的绘制
系统不仅可以生成标准的横纵剖面图、标准分
层图、中段平面图、投影图、工程分布图、测量工程
图、钻孔柱状图等传统地质图，而且还可以选择任意
方位切割出任意剖面图，绘制带有经济分区、品位分
区以及产值分区的分层图、矿体三维立体图，所有图
件的绘制均可在设置相应的参数后，由计算机自动
完成。成图速度快，图面清晰整洁。
系统提供的裁图功能使得用户可以根据生产的
要求，选择任意范围、任意比例尺的图形，方便的图
形充填，使得矿体、岩性、夹石、断层等各种地质信息
在图面能得到较为清晰的表达。
通过操作数字矿体绘制的纵剖面图，推断矿体
被北东向断裂断为 3 段(见图 2) ，该信息为采矿开
拓设计方案提供依据。数字矿体提供的分层图，同
样反映矿体存在有不连续空间，若采矿开拓设计不
考虑该信息，必然会产生设计失误。数字矿体可提
供局部矿块的出矿品位，为生产配矿提高可靠信息。
4 ． 2 资源 /储量的统计
通过操作数字化矿体可以对整个矿体及局部块
段进行估算，生成相应的矿床、矿体、中段、分层、区
间、矿块各种资源 /储量的统计报表。
图 2 纵剖面显示出的矿体断开信息
4 ． 3 三级生产矿量的动态管理
通过录入调用基建、生产地质探矿和开拓、采
准、切割工程及采场编录的地质测量信息数据，对
年、季三级生产矿量变动范围进行二次圈定，对动
用、消耗、保有的资源储量进行估算和统计，实施资
源储量的动态管理。
5 结 论
龙桥铁矿建立的数字矿体，通过交叉验证和与
传统储量计算结果的对比分析，起到如下作用:
(1)实现了矿山地质测量数据信息管理、矿体
圈定、地质绘图、储量估算一体化，根据数字矿体系
统提供的局部矿块出矿品位进行生产配矿，出矿品
位与计划品位相对误差在 5% 以内，对矿山生产均
衡起到重要作用;
(2)为实现矿山的储量评估及动态化管理提供
了技术支持，提高了矿山的工作效率;
(3)数字矿体模型在龙桥铁矿的成功应用，为
龙桥铁矿全面实现矿山信息化乃至实现“数字矿
山”打下坚实的基础，对提升龙桥铁矿的技术、管理
和决策的信息化水平，提升龙桥铁矿的企业核心竞
争力具有现实意义。
(下转第 77 页)
55丁 铭，等: 数字矿体系统在龙桥铁矿的应用
图 4 预留 120 m 煤柱时的涌水量预测
图 5 预留 150 m 煤柱时的涌水量预测
面开采时，应当预留较宽的防水煤柱。
(2)工作面宽度选择也是工作面涌水量的影响
因素，同一防水煤柱宽度情况下，采用较小采宽时的
涌水量要小于采用较大采宽的情况，因此，选取较小
工作面采宽也是降低水害的有效方法。
(3)随工作面在走向上的推进，涌水量持续增
大，同时可以看到，开采第一工作面时涌水量最大，
其后工作面开采时涌水量递减，因此，首采工作面的
防治水工作是整个开采过程中最重要的环节。
(4)在条带边界这样特殊边界条件下，如果依
然采用传统的大井法公式进行涌水量预测，必然造
成很大误差，本文结合地下水动力学理论，对传统大
井法公式进行了改进，建立了条带边界涌水量预测
公式，并进行涌水量预测。
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(上接第 55 页)
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